• 청정기술
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• 제6권1호
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• pp.61-69
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• 2000

본 연구에서는 시멘트 산업에서 이용 가능한 무기질 산업폐기물의 발생현황 및 물성을 조사하여 시멘트원료, mineralizer/flux, 시멘트 혼합재, 특수시멘트 제조원료 등 용도별 재활용 방안을 결정하고 적용실험을 하였다. 산업폐기물의 시멘트 원료로의 이용에 있어, 철질원료 대체용으로는 Cu-slag, Zn-slag, 전기로 슬래그 및 전로 슬래그 등이, 규석질 원료의 대체용으로 폐주물사가 사용되었다. 제당회사에서 발생되는 $CaF_2$가 주성분인 폐소석회와 아연제련 공정에서 부산되는 폐기물인 jarosite를 mineralizer/flux로 사용하여 클린커의 소성온도를 약 $100{\sim}150^{\circ}C$ 낮출 수 있었다. 혼합재료의 이용에 있어, Cu-slag와 STS sludge를 혼합 첨가한 경우 시멘트 혼합재로서의 충분한 물성을 얻을 수 있었고, fly ash 및 석회석도 시멘트의 혼합재로 적당량 첨가함으로서 시멘트의 성능을 향상시킬 수 있었다. 특수 시멘트의 원료로의 이용에 있어서는, 알루미늄 폐슬러지를 원료로 속경성 클린커를 제조하고 이를 이용하여 2시간내에 $300kg/cm^2$강도를 발현하는 초속경 시멘트를 제조하였고, 두 종류의 도시쓰레기 소각회를 원료로 이용하여 $C_3S(3CaO{\cdot}SiO_2)$와 $C_{11}A_7{\cdot}CaCl_2(11CaO{\cdot}7Al_2O_3{\cdot}CaCl_2)$가 주요 광물인 시멘트를 제조할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제17권5호
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• pp.256-262
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• 2007

Effects of interlayer and the combination of different coating methods on the mechanical and corrosion behaviors of TiN and CrN coated on 420 stainless steel have been studied. STS 420 specimen were tempered at $300^{\circ}C$ for 1 hr in vacuum furnace. The TiN and CrN thin film with 2 ${\mu}m$ thickness were coated by arc ion plating and DC magnetron sputtering following the formation of interlayer for pure titanium and chromium with 0.2 ${\mu}m$ thickness. The microstructure and surface analysis of the specimen were conducted by using SEM, XRD and roughness tester. Mechanical properties such as hardness and adhesion also were examined. XRD patterns of TiN thin films showed that preferred TiN (111) orientation was observed. The peaks of CrN (111) and $Cr_2N$ (300) were only observed in CrN thin films deposited by arc ion plating. Both TiN and CrN deposited by arc ion plating had the higher adhesion and hardness compared to those formed by magnetron sputtering. The specimen of TiN and CrN on which interlayer deposited by magnetron sputtering and thin film deposited by arc ion plating had the highest adhesion with 22.2 N and 19.2 N. respectively. TiN and CrN samples shown the most noble corrosion potentials when the interlayers were deposited by using magnetron sputtering and the metal nitrides were deposited by using arc ion plating. The most noble corrosion potentials of TiN and CrN were found to be approximately -170 and -70 mV， respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.393-393
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• 2016

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. Stainless steel과 같은 철강기판의 경우 Fe, Ni, Cr등의 불순물이 확산되어 흡수층의 특성을 저하시켜 효율을 감소시킨다. 따라서 이러한 철강 기판의 경우 불순물의 확산을 방지하는 확산방지막이 필수적이다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 기존의 두껍고 추가 장비가 요구되는 SiOx나 Al2O3 대신 200nm 이하의 ZnO 박막을 이용하여 확산방지막을 제조하였다. 유연기판으로 STS 430 stainless steel을 이용하였다. 먼저 stainless steel 기판을 이용하여 기판에 의한 흡수층의 특성을 분석하였으며 ZnO 확산 방지막의 유무 및 두께에 따른 흡수층 및 소자의 특성을 분석하였다. 이때 확산 방지막은 기존 TCO 공정에서 사용되는 i-ZnO를 사용하였으며 RF sputter를 이용하여 50~200nm로 두께를 달리하며 특성 비교를 실시하였다. 효율은 확산방지막을 적용하지 않았을 때 약 5.9%에서 확산 방지막 적용시 약 10.7%로 증가하였다. 그 후 기판으로부터 확산되는 불순물의 유입에 의한 결함을 분석하기 위해 DLTS를 이용하여 소자 특성을 분석하였다. 온도는 80~300K으로 가변하며 측정을 실시하였으며 그 후 계산을 통해 activation energy와 capture cross section 값을 구하였다. DLTS 분석 결과 Ni이 CIGS 흡수층으로 확산되어 NiCu anti-site를 형성하여 태양전지의 효율을 감소시키는 것을 확인하였다. 모든 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD, GD-OES, PL, Raman등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권3호
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• pp.92-98
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• 2010

Ferritic stainless steels, which have relatively small thermal expansion coefficient and excellent corrosion resistance, are increasingly being used in vehicle manufacturing, in order to increase the lifetime of exhaust manifold parts. But, there are limits on use because of the problem related to cosmetic resistance, corrosions of condensation and high temperature salt etc. So, Aluminum-coated stainless steel instead of ferritic stainless steel are utilized in these parts due to the improved properties. In this investigation, Al-8wt% Si alloy coated 409L ferritic stainless steel was used as the base metal during Gas Tungsten Arc(GTA) welding. The effects of coated layer on the microstructure and hardness were investigated. Full penetration was obtained, when the welding current was higher than 90A and the welding speed was lower than 0.52m/min. Grain size was the largest in fusion zone and decreased from near HAZ to base metal. As welding speed increased, grain size of fusion zone decreased, and there was no big change in HAZ. Hardness had a peak value in the fusion zone and decreased from the bond line to the base metal. The highest hardness in the fusion zone resulted from the fine re-precipitation of the coarse TiN and Ti(C, N) existed in the base metal during melting and solidification process and the presence of fine $Al_2O_3$ and $SiO_2$ formed by the migration of the elements, Al and Si, from the melted coating layer into the fusion zone.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. 특히 CIGS 태양전지에서는 Na의 역할이 매우 중요한데 유연기판의 경우 이러한 Na이 없을 뿐만 아니라 철강기판의 경우 Fe, Ni, Cr등의 불순물이 확산되어 흡수층의 특성을 저하시켜 효율을 감소시킨다. 따라서 이러한 철강 기판의 경우 불순물의 확산을 방지하는 확산방지막이 필수적이다. 또한 플라스틱기판의 경우 내열성이 낮아 저온에서 공정을 진행해야하는 단점이 있다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 유연기판으로 STS 430 stainless steel과 poly-imide를 이용하여 특성 개선을 진행하였다. 먼저 stainless steel과 Poly-imide, soda-lime glass, coning glass의 기판을 이용하여 기판에 따른 흡수층의 특성을 비교 분석하였으며 stainless steel 기판을 이용하여 확산 방지막의 유무 및 두께에 따른 흡수층 및 소자의 특성을 분석하였다. 이때 확산 방지막은 기존 TCO 공정에서 사용되는 i-ZnO를 사용하였으며 RF sputter를 이용하여 50~200nm로 두께를 달리하며 특성 비교를 실시하였다. 이때 효율은 확산방지막을 적용하지 않았을 때 약 5.9%에서 확산 방지막 적용시 약 10.6%로 증가하였다. 또한 poly-imide 기판을 이용하여 $400^{\circ}C$이하에서 흡수층을 제조하여 특성평가를 진행하였으며 소자 제조 후 효율은 약 12.2%를 달성하였다. 모든 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD, GD-OES, PL, Raman등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

• 소성∙가공
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• 제21권1호
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• pp.49-57
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• 2012

It is difficult to estimate the properties of multilayered sheet because they are composed of one or more different materials. Plastic deformation behavior of the multilayered sheet is quite different as compared to each material individually. The deformation behavior of multilayered sheet should be investigated in order to prevent forming defects and to predict the properties of the formed part. In this study, the mechanical properties and formability of stainless steel-aluminum-magnesium multilayered sheet were investigated. The multilayered sheet needs to be deformed at an elevated temperature because of its poor formability at room temperature. Uniaxial tensile tests were performed at various temperatures and strain rates. Fracture patterns changed mainly at a temperature of $200^{\circ}C$. Uniform and total elongation of multilayered sheet increased to values greater than those of each material when deformed at $250^{\circ}C$. The limiting drawing ratio (LDR) was obtained using a circular cup deep drawing test to measure the formability of the multilayered sheet. A maximum value for the LDR of about 2 was achieved at $250^{\circ}C$, which is the appropriate forming temperature for the Mg alloy. Fracture patterns on a circular cup and thickness of formed part were predicted by a rigid-viscoplastic FEM analysis. Two kinds of modeling techniques were used to simulate deep drawing process of multilayered sheet. A single-layer FE-model, which combines the three different layers into a macroscopic single layer, predicted well the thickness distribution of the drawn cup. In contrast, the location and the time of fracture were estimated better with a multi-layer FE model, which used different material properties for each of the three layers.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권9호
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• pp.44-51
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• 2019

Three types of samples with defects were measured by lock-in med-IR (infrared) thermography with various lock-in frequencies for different materials. The lock-in method can be used to detect defects when an external energy source is applied to the object, the non-uniformity of the incident thermal energy distribution is eliminated, and the camera's measurement cycle is synchronized with the load cycle of the incident energy source. For inspecting samples with defects, results of thermal images are analyzed when three types of materials, i.e., SM45C, STS316L, and AL6061 are tested and three lock-in frequencies, i.e., 0.08, 0.1, and 0.12 Hz are applied. In this study, the optimal lock-in frequencies were determined by comparing the results of each material and lock-in frequency measured using the mid-IR camera.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권4호
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• pp.87-92
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• 2016

전자소자의 방열모듈에서 두께 방향의 열방출 특성에 대한 중요성이 증가하고 있다. 금속과 금속의 본딩 및 유전체와 금속의 본딩 구조를 갖는 2가지 종류의 2층 층상재료를 제조한 후 두께 방향으로 열확산계수를 측정하였다. 금속(STS439)과 금속(Al6061)으로 이루어진 2층 층상재료에서는 섬광법(LFA)으로 열확산계수를 측정했을 때, 열흐름의 방향을 반대로 변화시켜도 열확산계수의 변화가 없었다. 그런데, 유전체(AlN-Polymer)와 금속(Al6061)의 2층 층상재료에서는 열흐름의 방향을 반대로 인가하였을 때 열확산계수는 17.5% 정도 다르게 나타났다. 유전체와 금속의 단면구조를 갖는 2층 층상재료에서, 금속에서 유전체 방향으로 측정한 열확산계수가 유전체에서 금속 방향으로 측정한 열확산계수에 비해 17.5% 작게 나타난 이유는, 금속내의 전자가 갖고 있던 에너지가 유전체 쪽으로 전달되기 위해서는 계면 주변에서 포논의 에너지 형태로 변환될 때 저항이 생기기 때문이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.127-133
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• 2020

고분자 재료인 접착제와 금속 피착재 사이의 정량적인 접착강도 측정은 중요하다. 고분자 재료인 접착제와 금속 피착재 사이의 접착강도 측정 시, 피착재의 종류와 두께 변화가 접착강도에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 금속 피착재의 종류로는 알루미늄과 스텐리스강 2종류가 선택되었으며, 접착강도의 측정에는 돌리테스트와 전단시험이 사용되었다. 인장응력 방식의 돌리테스트로 고분자 접착제와 금속 피착재 사이의 접착강도 측정 시, 금속 피착재의 두께 변화는 접착강도의 크기에 거의 영향을 미치지 않았으나, 피착재의 종류에 따라 접착강도는 다르게 나타났다. 반면, 전단시험으로 고분자 접착제와 금속 피착재 사이의 접착강도 측정 시, 금속 피착재의 상대적 두께 변화는 접착강도의 크기에 영향을 주었다. 이유는 전단시험 시 접착부의 모서리 부분에서 발생하는 피착재의 휘어짐 현상은 접착부에 추가적인 인장응력을 발생시켜 접착강도를 낮추는데 기여하기 때문이다. 이 연구의 결과, 돌리테스트는 피착재의 두께가 변해도 접착강도의 변화가 거의 없기 때문에 고분자 접착제와 금속 피착재의 정량적인 접착강도 측정 시 널리 사용될 것으로 예상된다.

• 한국지구과학회지
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• 제45권2호
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• pp.157-171
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• 2024

이 연구의 목적은 1) 베트남 고등학생들을 대상으로 Lee et al. (2024)에서 보고한 개정 시스템 사고 검사 도구의 타당도를 재검증하고, 2) 연구에 참여한 우리나라 고등학생과 베트남 고등학생 간 시스템 사고 능력에 대한 차이를 알아보는 것이다. 이를 위하여 베트남 고등학생 234명이 베트남어로 번역된 개정 시스템 사고 검사 도구 20문항과 STS 척도 20문항에 응답한 자료를 활용하였다. 타당도 분석은 문항 반응 분석(Item Reliability, Item Map, Infit and Outfit MNSQ, 남녀 집단의 DIF)과 탐색적 요인 분석(프로맥스를 활용한 주축 요인 분석)을 통해 검증하고, 나아가 우리나라 고등학생 475명의 데이터를 함께 활용하여 구조 방정식 모형을 이용한 잠재평균비교를 통해 검증하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 베트남어로 번역된 Re_ STMI 20문항의 문항 반응 분석 결과 Item Reliability는 .97, Infit MNSQ는 .67-1.38으로 나타났으며 Item Map과 DIF 분석에서도 선행 연구에서 보고된 결과와 일치하는 결과가 도출되었다. 탐색적 요인 분석에서는 모든 문항들이 의도한 하위 요인에 적재되었으며, 요인별 신뢰도는 .662-.833, 전체 신뢰도는 .876으로 분석되었다. 우리나라 고등학생과 잠재평균비교를 위한 확인적 요인 분석에서 도출된 모형 적합도 수치는 모두 수용 가능한 값으로 분석되었다(χ²/df: 2.830, CFI: .931, TLI: .918, SRMR: .043, RMSEA: .051). 마지막으로 연구에 참여한 우리나라 고등학생과 베트남 고등학생 간 잠재평균비교에서는 시스템 분석, 정신 모델, 팀 학습, 공유비전 요인에서 작은 효과 크기가, 개인 숙련 요인에선 중간 이상의 효과 크기를 보이며, 베트남 고등학생들이 시스템 사고 능력에서 유의미하게 높은 결과를 보여주었다. 이를 통해 개정 시스템 사고 검사 도구 문항은 안정적인 신뢰도와 타당도를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 앞으로 학생들의 시스템 사고 연구와 관련하여 베트남어 및 영어 등으로 번역한 문항을 활용하여 시스템 사고의 국제 비교 연구도 진행할 필요성이 있을 것이다.